Visualizing morphological principles for efficient photocurrent generation in organic non-fullerene acceptor blends
Une nouvelle publication dans le département IMMF du CINaM au sein de l’équipe FUN en collaboration avec l’IM2NP, l’institut Fraunhofer à Freiburg (Allemagne) et l’Université de Heidelberg (Allemagne) détermine l’arrangement moléculaire par microscopie électronique à transmission analytique de deux molécules (ITIC et PBDB-T) mélangées en volume dans une couche active dédiée à faire de la conversion solaire.
L’efficacité des cellules solaires organiques avec des polymères donneurs et des accepteurs non-fullerène dépend d’une morphologie complexe. Des structures chimiques et électroniques similaires empêchent de générer des connaissances approfondies sur les détails morphologiques. Nous visualisons les arrangements moléculaires et la nanomorphologie dans les mélanges PBDB-T:ITIC en corrélant les micrographes électroniques à transmission et les cartes de distribution des matériaux. Les phases des matériaux sont identifiées par apprentissage automatique sur des données hyper-spectrales provenant de l’imagerie de spectroscopie électronique. On observe un polymorphe spécifique de l’ITIC après recuit thermique. Pendant le recuit, renforcé par la présence d’additifs, le PBDB-T agit comme site de nucléation pour les ITIC en raison des fortes interactions p–p des groupes attracteurs d’électrons des deux molécules. Ceci conduit à des chemins de transport de charge efficaces dans les phases ITIC avec un contact p–p direct avec la PBDB-T à l’interface. Nous concluons que l’empilement p–p entre les molécules donneuses et acceptrices facilite la génération de porteurs de charge dans des régions d’interface mixtes.
Lien vers la publication :
« Visualizing morphological principles for efficient photocurrent generation in organic non-fullerene acceptor blends »
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/c9ee03535d#!divAbstract